0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В чем измеряется максимальная мощность двигателя

Что важнее, крутящий момент или лошадиные силы

Крутящий момент против лошадиных сил, просто о сложном

Крутящий момент и мощность являются двумя важными техническими условиями, касающимися двигателей, но о них редко кто рассуждает в правильном ключе. Обычная точка зрения обывателя направлена примерно в одно русло. «Я хочу взять легковой автомобиль, чтобы ездить по обычным дорогам, я люблю иногда погонять, поэтому мне нужна машина с большим количеством лошадиных сил. Если в ее двигателе их будет много, значит она будет быстрой», думают некоторые и это не совсем верное рассуждение.

Второй момент, человек хочет приобрести автомобиль для езды вне дорог. Проходимые настоящие внедорожники всегда оснащаются дизельными двигателями. Моторы на дизельном топливе всегда обладают выдающимся крутящим моментом. Зная эти факты, люди рассуждают, что дизель подходит только для бездорожья и не способен соревноваться с бензиновыми двигателями в скорости и динамике. И это отчасти не является акссиомой.

Поэтому мы решили немного просветить своих читателей что каждый из этих терминов означает и на что нужно обращать внимание при выборе вашего следующего автомобиля: на большой крутящий момент или на большее количество лошадиных сил.

Оба научных термина существовали задолго до появления автомобилей и транспортных средств в целом, поэтому мы будем использовать немного терминологии из физики в нашей небольшой истории.

Мощность

Прежде всего, давайте вернемся к человеку, который научил всех нас измерять мощность. Его звали Джеймс Уатт. Он был шотландским инженером, чье имя стало обозначать стандартизированное название единицы измерения мощности. Ватты используются для измерения мощности, ок, казалось бы, хватит дальше придумывать терминологию, но на этом как известно светлые умы не остановились, в обиход были приняты лошадиные силы. Зачем? Нужен был реальный эквивалент показателя силы. В те временя им стала обычная лошадь. С тех пор одна метрическая лошадиная сила стала равна 735,5 Вт.

Что такое лошадиная сила? Она описывается как способность поднимать 75 кг на один метр за одну секунду. Мощность (в лошадиных силах) обозначает, насколько быстро производится работа.

Крутящий момент

Между тем, крутящий момент относится к иному виду силы, которая стремится повернуть объект вокруг оси. С точки зрения неспециалиста, вращающий момент является мерой силы, необходимой, чтобы повернуть винт или колесо. Когда вы откручиваете крышку пластиковой бутылки, вы используете крутящий момент.

В качестве наглядного примера. Есть машина, закручивающая крышки на пластиковых контейнерах на заводе, чтобы гарантировать, что емкость не будет пропускать жидкость через крышку должна быть настроена под определенный крутящий момент. Последний пример показывает то, как сильно машина должна закрутить крышку на контейнере, чтобы убедиться, что она герметична, без ущерба для резьбы или крышки. Если необходимое усилие крутящего момента не соблюдается, то жидкость внутри контейнера может протечь или наоборот, резьба так плотно закрутится, что потребитель не сможет добраться до содержимого контейнера, если у него, как говорится в простонародье, силенок не хватит, а по- научному, его запястье приложит недостаточно крутящего момента.

Если Вы хотите еще проще понять разницу между этими двумя терминами, представьте, что крутящий момент означает, что вы делаете домашнее варенье в вашем доме, и вы должны положить его в банки. Вам потребуется крутящий момент, чтобы запечатать банки крышками, но лошадиные силы будут необходимы для того чтобы поднять контейнер с наполненными банками в свой шкаф для хранения.

Крутящий момент и мощность в двигателях внутреннего сгорания

И вот мы переходим к самой интересной части, которую вы без сомнения ждали. В двигателе внутреннего сгорания крутящий момент совмещается с мощностью, сообща производят однонаправленную работу. Оба вида работают рука об руку, трудятся для вашего автомобиля, чтобы обеспечить его максимальную производительность на дороге.

Формула, которая объясняет это, выглядит таким образом:Мощность (л.с.) = Момент (Нм) х обороты в минуту/5,252. Это уравнение может быть применено к каждому двигателю внутреннего сгорания и может быть проверено при любых оборотах коленчатого вала в минуту, значение 5,252 является константой.

Простым объяснением этого факта стало бы то, что двигатель производит мощность при помощи вращающегося вала (коленчатого вала), который может применить величину крутящего момента к нагрузке при заданных оборотах в минуту. Поэтому, мощность вычисляется из крутящего момента и оборотов в минуту. При 5,252 оборотах в минуту, мощность и крутящий момент будут равны. Между тем, при более низких значениях, крутящий будет выше по значению, чем лошадиные силы, в то время как при более высоких значениях, все окажется с точностью до наоборот. Это утверждение относится ко всем двигателям внутреннего сгорания, всем его видам.

Таким образом, всякий раз, когда измеряется сила двигателя, используется динамометр. Крутящий момент и скорость вращения коленчатого вала умножаются, а затем делятся на 5,252 (для наших единиц значение составляет 7.120) получается искусственное значение лошадиных сил.

Наглядный пример преимущества автомобиля с большим крутящим моментом.

141 л.с. при 6200 об/мин

176 Н∙м при 3800 об/мин

Коробка передач Автоматическая

Количество передач 7

Снаряженная масса 1500 кг

Время разгона 0 — 100 км/ч 8.7 с

Chevrolet Cruze Wagon

156 л.с. при 5300 об/мин

250 Н∙м при 1200 — 4000 об/мин

Коробка передач Механическая

Количество передач 5

Снаряженная масса 1445 кг

Время разгона 0 — 100 км/ч 11 с

Мощность или крутящий момент, что важнее?

Вопрос не совсем корректный, но мы должны ответить на него, ведь именно за ним вы и пришли на данную статью. Автомобиль с высоким уровнем мощности, как правило, быстрее, при ускорении, достигает более высокой максимальной скорости и может нести больший вес. Тем не менее, автомобиль с большим показателем крутящего момента будет иметь лучшее ускорение по передачам, более низкие оборотах двигателя при заданной нагрузке (важно, когда речь доходит до экономии топлива), и способность идти быстрее разгоняться с нуля.

Так как лошадиные силы возрастают вместе с крутящим моментом, высокомоментный двигатель может достичь более высоких значений мощности, если оно способно превысить 5,252 оборотов в минуту и настроен для достижения этой задачи.

Что такое диапазон мощности?

Этот термин обозначает диапазон оборотов крутящего момента двигателя и максимальное число его мощности. В промежутке по достижению этого коэффициента двигатель работает в оптимальном режиме и обеспечивает высокую производительность и экономию топлива.

Электродвигатели имеют достаточно обширный диапазон мощности, поскольку они могут достигать максимальной силы крутящего момента при минимальных оборотах оси, а их максимальная сила даже больше, чем единица, производимая двигателем внутреннего сгорания.

Дизельные двигатели обладают более узким диапазоном мощности. Поскольку их пик крутящего момента меньше, чем в бензиновых двигателях, а максимальная мощность достигается на меньших оборотах. Бензиновые двигатели наделены более широким диапазоном мощности. По этой самой причине они так востребованы и пользуются спросом, как у потребителей, так и у производителей. Кроме того, современные бензиновые двигатели с турбокомпрессором, непосредственным впрыском, изменяемыми фазами газораспределения, а также другими разнообразными техническими решениями обеспечивают крайне широкий диапазон мощности.

Почему автомобили с высоким крутящим моментом динамичнее более мощных машин?

Причина кроется в приводе. Он увеличивает крутящий момент, улучшая разгон на первых передачах. Таким образом, это дает преимущество транспортным средствам с низким уровнем крутящего момента. При переключении скоростей двигатель приближается к высшей отметки мощности, что приводит к постепенному снижению вращающего момента, и соответственному росту оборотов.

Именно по этой причине дизельные двигатели выигрывают старт с места у своих бензиновых конкурентов. Кроме того, разница между ними прослеживается еще и в массе, но основными показателями являются сцепление и крутящий момент.

Почему высокомощные автомобили участвуют в гонках?

Поскольку у автомобилей с высокими показателями лошадиной силы оснащены мощной системой передач, они обладают способностью достигать более высоких оборотов двигателя за более короткий промежуток времени. А так как, в моторизованных соревнованиях должны участвовать авто, обладающие достаточно высоким диапазоном мощности.

Однако, известны случаи, когда дизельные автомобили становятся более успешными в определенных видах гоночных соревнований, таких как 24 Часа Ле-Ман, в которых Audi неоднократно выигрывала большие призы с его TDI гоночных болидами. Последнюю победу команде Ауди принесла повышенная топливная эффективность, что позволило потратить меньше топлива и меньше заезжать на дозаправки.

Отвечая на риторический вопрос поставленный в начале, о выборе автомобиля, скажем следующее, во всем нужна мера. Важно осознавать, для каких целей вам понадобится автомобиль. Где и на каких скоростях вы будете его эксплуатировать. Дизельный двигатель или бензиновый мотор с более высоким крутящим моментом (наступающем при более низких оборотах двигателя) и низкой мощностью может быть гораздо динамичнее аналогичного по параметрам автомобиля на скоростях до 100- 140 км/ч.

Ну а если мотор обладает высокой мощностью, но невысоким моментом, он проиграв в разгоне, наверстает упущенное за счет более высокой максимальной скорости.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Определение понятия крутящего момента двигателя

При выборе автомобиля люди смотрят на разные характеристики, и часто делают упор на описываемые характеристики. Эти два понятия очень взаимосвязаны, но в зависимости от ситуации (предназначение автомобиля) имеют разное значение. Поэтому необходимо не только знать, что такое крутящий момент двигателя автомобиля, но и на что он оказывает влияние.

Читать еще:  Двигатель аав датчик температуры охлаждающей жидкости

Что такое крутящий момент двигателя

Крутящим моментом характеризуется способность транспортного средства ускоряться. Этот параметр указывает на потенциал машины, то есть как хорошо она сможет делать работу. Простыми словами крутящий момент двигателя что это такое – это произведение двух величин: плеча рычага и силы. Крутящий момент существует всегда, даже когда авто не движется, а буксует. Коленвал крутится, поршни двигаются, топливо преобразуется в энергию, но машина не едет. Мощности нет, а крутящий момент есть. Но всё равно два эти показатели зависимы друг от друга и должны учитываться в одинаковой степени.

Есть зависимость двух параметров от объема движка, а также давления в цилиндрах. Но максимум значения момента и мощности будут различными. Крутящий момент всегда главенствует над мощностью, при указании в характеристиках низких оборотов. А вот если прописано, что предел достигается на оборотах от 5000 в минуту, то будет больше мощность двигателя.

В чем измеряется

Единица измерения данной величины – Ньютон на метр. Формула выглядит так: M=F*r , где F – сила вращения коленвала, а r – длина рычага. И с мощностью этот параметр никак не спутать, ведь это работа, производимая за единицу времени. Если раньше это были лошадиные силы, то теперь мощность автомобилей измеряют в кВт.

От чего зависит максимальный крутящий момент двигателя

Чтобы разобраться, что же такое максимальный крутящий момент двигателя автомобиля и от чего он зависит, необходимо вспомнить еще и про количество оборотов коленного вала. Если автомобиль имеет большой крутящий момент на большом диапазоне оборотов, то это хорошо для машины и ее владельца. Тогда и добиться максимальной мощности водитель сможет быстрее.

Так от чего же зависит крутящий момент двигателя автомобиля? Двигатель имеет разную мощность на разных оборотах, поэтому в его характеристиках указывается значение, при котором он может как можно быстрее получить максимум мощности. На это и указывает в данном случае крутящий момент.

При высоких оборотах и нажатии газа до упора увеличивается скорость прохождения воздуха. И у этого процесса есть свой максимум, при достижении которого мощность начнет падать. Поэтому максимальный крутящий момент указывается для оборотов, при которых двигатель максимально наполнен воздухом и повышено давление в выхлопной трубе.

Оптимальнее всего, когда пик крутящего момента наступает рано, а мощности – поздно, тогда у машины больше возможностей. Идеальным примером служит электродвигатель – у него тяга приближена к максимальной практически с самого начала, а потому мощность быстро растет.

На что оказывает влияние

От описываемого параметрам зависит то, насколько быстро машина разовьёт свою максимальную мощность, которую в неё заложил производитель. Достаточно просто это можно объяснить на примерах, когда крутящий момент на максимуме при разных оборотах:

  • На низких (до 2000) – этот вариант для езды по бездорожью, разгон быстрый и машина способна легко выйти даже из трясины.
  • На средних (от 2000 до 4000) – такие автомобили подходят для городской езды. Легко стартуют после светофора и быстро набирают скорость.
  • На высоких (от 4000) – такие автомобили используют в гонках на специальных трассах. Не нужно преодолевать препятствия, и важно все время поддерживать максимальную скорость.

Но лучше всего при высоком крутящем моменте на большом диапазоне, ведь это универсальное транспортное средство, которое не увязнет в болоте и будет хорошо себя показывать в городе.

Что такое мощность двигателя

Мощность – это величина, измеряемая в Вт (для удобства переводится в кВт), и показывающая, работу, которую успеет проделать двигатель за секунду (общепринятая единица времени). Чем больше указана мощность в характеристиках, тем большую скорость способно развить транспортное средство.

Раньше можно было услышать восторженные возгласы мужчины «У нее 300 лошадок, представь, какая быстрая». Одна лошадиная сила – это 0,736 кВт. Максимальная мощность у разных видов автомобилей достигается при разных оборотах: у дизелей – на 3000-4000 об/мин., а у бензиновых двигателей – на 5000-6000 об/мин.

Какая роль крутящего момента и мощности двигателя

Эти показатели с учетом оборотов указывают на то, как быстро машина разовьёт максимальную скорость, и каковы эти цифры. Нужно понимать, что эти две величины взаимосвязаны и неразрывны. Высокая мощность позволит добиться максимальной скорости. Но потенциал двигателя не будет реализован, если крутящий момент низкий.

Если смотреть только на один из параметров, то абсолютно не понятно, чего ждать от машины, и где лучше она себя проявит. Большинство автомобилистов делают упор на мощь, так как думают, что это позволит выжимать максимум из мотора, легко стартовать и долго ездить на пределе. Но ведь по факту это математическая величина, которая высчитывается и напрямую зависит от момента. Чем больше он, тем лучше, ведь тогда на указанных оборотах владелец авто увидит максимум по мощности и скорости.

Что важнее

Тут нельзя ответить однозначно, так как даже измерить эти величины независимо друг от друга невозможно. Поэтому человек должен выбирать исходя из собственных потребностей. Для сравнения – два автомобиля с одинаковой мощностью. Выбирать тогда лучше транспорт более «моментный», причем, чем шире диапазон, тем лучше. Особенно это актуально для владельцев механики. Ведь здесь важнее постоянно двигаться на максимуме, а тяговитость не будет иметь преимущества. Тогда и ускоряться без переключения коробки передач будет значительно проще.

Но если различия в характеристиках у двух машин существенны, и водителю важно, какая скорость будет на пределе, то тогда ориентируйтесь на мощность. Смотрите, чтобы крутящий момент был не на низких оборотах, иначе это не даст машине «проявить себя во всю».

Эффективная и индикаторная мощность двигателя.

Полезная мощность или эффективная мощность Ре является мощностью, которая передается от двигателя через сцепление на коробку передач. Она меньше, чем индикаторная мощность, на величину мощности трения (т.е. мощности, требуемой для преодоления трения в движущихся деталях двигателя). Мощность трения складывается из:

  • мощности, требуемой для преодоления трения при движении поршня и поршневых колец, а также трения в подшипниках и других частях двигателя;
  • мощности, требуемой для приведения в действие навесного оборудования, необходимого для работы двигателя (топливные насосы высокого и низкого давления, помпы системы смазки и системы охлаждения, вентилятор системы охлаждения, генератор системы электрооборудования, а также (при наличии) механический нагнетатель наддувочного воздуха).

Эффективная мощность измеряется с помощью динамометрического стенда, иначе именуемого тормозом-замедлителем. Полученные данные измерений зависят от рабочего состояния двигателя.

Измерение мощности по стандарту SAE

Страной происхождения данного метода измерения считается США (SAE = Society of Automotive Engineers (Общество инженеров автомобильной промышленности)). При измерении согласно старому стандарту SAE получали значения, которые были на 15-20% выше значений по стандарту DIN. Двигатели тестировались без серийных систем впуска и выпуска, а все навесное оборудование приводилось в действия не от двигателя, а посредством внешних источников. Кроме того, карбюратор и система зажигания настраивались для получения максимальной мощности. Согласно новому стандарту SAE двигатель приводится в действие так же, как и по стандарту DIN, с фильтром на впуске, смонтированной системой выпуска отработавших газов и с собственными приводами всего навесного оборудования. Соответственно, значения мощности между измерениями по новому стандарту SAE и по стандарту DIN незначительно различаются за счет несовпадения исходных параметров (например, давления и температуры воздуха) используемой формулы снижения мощности. Значения мощности при измерении по стандарту SAE лишь незначительно меньше, чем значения, измеренные по стандарту DIN.

Вперед Тонировка с рисунком

Назад Индикаторная мощность двигателя

Индикаторная и эффективная мощности

Индикаторной мощностью N i называют мощность, развиваемую газами внутри цилиндра двигателя. Единицами измерения мощности являются лошадиные силы (л. с.) или киловатты (квт); 1 л. с. = 0,7355 квт.

Для определения индикаторной мощности двигателя необходимо знать среднее индикаторное давление p i т. е. такое условное постоянное по величине давление, которое, действуя на поршень в течение только одного такта сгорание—расширение, могло бы совершить работу, равную работе газов в цилиндре за весь цикл.

Это давление p i можно подсчитать по полезной площади индикаторной диаграммы (на рис. 1 и 2 она заштрихована). Для карбюраторных двигателей величина р i составляет 8—12 кг/см 2 , а для дизельных — 7,5—10,5 кг/см 2 .

Если известно p i, то индикаторную мощность четырехтактного двигателя можно выразить следующей формулой:

где p i — среднее индикаторное давление, кг/см 2 ; V л — сумма рабочих объемов всех цилиндров (литраж) двигателя дм3 или л; n — число оборотов коленчатого вала в минуту.

Литраж двигателя определяется по формуле:

где π — постоянное число, равное 3,14; D — диаметр поршня, дм; S — ход поршня, дм; i — число цилиндров двигателя.

Эффективной мощностью N e называют мощность, получаемую на коленчатом валу двигателя. Она меньше индикаторной мощности N i на величину мощности, затрачиваемой на трение в двигателе (трение поршней о стенки цилиндров, шеек коленчатого вала о подшипники и др.) и приведение в действие вспомогательных механизмов (газораспределительного механизма, вентилятора, водяного, масляного и топливного насосов, генератора и др.).

Для определения величины эффективной мощности двигателя можно воспользоваться приведенной выше формулой для индикаторной мощности, заменив в ней среднее индикаторное давление p i средним эффективным давлением р е (р е меньше p i на величину механических потерь в двигателе).

На практике эффективную мощность N е определяют путем испытания двигателя на тормозных стендах (электрических или гидравлических), пользуясь следующей формулой:

где М е — крутящий момент двигателя, кгм, равный произведению окружной силы на маховике на радиус маховика; n — число оборотов коленчатого вала в минуту.

Читать еще:  Устранение ошибки температуры двигателя

Эффективная мощность повышается с увеличением крутящего момента и числа оборотов коленчатого вала (до некоторого предела).

Эффективная мощность и крутящий момент тем больше, чем больше:

  1. литраж двигателя (т. е. диаметр и число цилиндров, длина хода поршня);
  2. наполнение цилиндров, которое повышается при усовершенствовании камер сгорания, уменьшении сопротивления впускной и выпускной систем, снижении подогрева горючей смеси, установке многокамерных карбюраторов и общем улучшении конструкции двигателя;
  3. степень сжатия, так как при ее повышении увеличивается скорость горения рабочей смеси, повышается температура и давление газов в начале такта сгорание — расширение, уменьшается количество тепла, уходящего с отработавшими газами и охлаждающей жидкостью.

Предельные значения степени сжатия ограничиваются свойствами применяемого топлива — октановым числом бензина.

Эффективная мощность изменяется с изменением угла опережения зажигания. Наивыгоднейшая величина этого угла зависит от числа оборотов коленчатого вала, нагрузки двигателя, сорта топлива и состава смеси.

Эффективная мощность тем больше, чем меньше потери на трение в двигателе и приведение в действие вспомогательных механизмов двигателя.

Литровой мощностью называют наибольшую эффективную мощность, получаемую с одного литра рабочего объема цилиндров двигателя.

Литровая мощность карбюраторных двигателей современных легковых автомобилей достигает 40—50 л. c. / л.

Одним из способов повышения, эффективной мощности двигателя без существенного увеличения его веса является наддув. Так, Ярославский моторный завод производит V-образные четырехтактные дизельные двигатели с турбонаддувом: 8-цилиндровые ЯМЗ-238Н (300—320 л. с.) и 12-цилиндровые ЯМЗ-240Н (500—520 л. с.).

Статья из книги «Устройство грузового автомобиля».

Понятие мощности электродвигателя

Мощность – пожалуй, самый важный параметр при выборе электродвигателя. Традиционно она указывается в киловаттах (кВт), у импортных моделей – в киловаттах и лошадиных силах (л.с., HP, Horse Power). Для справки: 1 л.с. приблизительно равна 0,75 кВт.

На шильдике двигателя указана номинальная полезная (отдаваемая механическая) мощность

. Это та мощность, которую двигатель может отдавать механической нагрузке с заявленными параметрами без перегрева. В формулах номинальная механическая мощность обозначается через Р2.

Электрическая (потребляемая) мощность

двигателя Р1 всегда больше отдаваемой Р2, поскольку в любом устройстве преобразования энергии существуют потери. Основные потери в электродвигателе – механические, обусловленные трением. Как известно из курса физики, потери в любом устройстве определяются через КПД (ƞ), который всегда менее 100%. В данном случае справедлива формула:

КПД в двигателях зависит от номинальной мощности – у маломощных моделей он может быть менее 0,75, у мощных превышает 0,95. Приведенная формула справедлива для активной потребляемой мощности. Но, поскольку электродвигатель является активно-реактивной нагрузкой, для расчета полной потребляемой мощности S

(с учетом реактивной составляющей) нужно учитывать реактивные потери. Реактивная составляющая выражается через коэффициент мощности (cosϕ). С её учетом формула номинальной мощности двигателя выглядит так:

Р2 = Р1 · ƞ = S · ƞ · cosϕ

Мощность двигателя

Рабочий объем двигателя. Индикаторная и эффективная мощности и мощность трения

Спортивные и гоночные мотоциклы классифицируются по рабочему объему их двигателей. Мощность двигателя зависит от рабочего объема: с его увеличением мощность возрастает, а с уменьшением — наоборот, понижается. Таким образом, рабочий объем является одним из основных параметров двигателя.

Рабочим объемом называется объем, освобождаемый поршнем при движении от верхней мертвой точки (в. м. т.) до нижней мертвой точки (н. м. т.), умноженной на количество цилиндров,

где: Vh — рабочий объем двигателя, см3; Д — диаметр цилиндра, см; i — число цилиндров. Пример.

Двигатель С259:

Мотоциклетный двигатель является тепловым двигателем, в котором энергия сгоревшего топлива превращается в механическую работу. Часть рабочего цикла, происходящая внутри цилиндра, за один ход поршня от н. м. т. до в. м. т., называется тактом.

В четырехтактном двигателе рабочий процесс (цикл) совершается за два оборота коленчатого вала, а в двухтактном — за один оборот коленчатого вала.

Снятая посредством индикатора диаграмма изменения давления газов и объема в цилиндре за цикл работы двигателя называется индикаторной диаграммой; по ее площади определяется средняя индикаторная мощность Ni и индикаторное давление Рi.

«Пособие механикам мотоциклов», А.Н.Силкин, Б.С.Карманов

Индикаторная мощность это мощность, развиваемая газами внутри цилиндра двигателя и передаваемая поршню. где: Ni — индикаторная мощность, л. с.; V1 — рабочий объем одного цилиндра, см3; i — число цилиндров; τ — число оборотов коленчатого вала в минуту при максимальной мощности; т — коэффициент тактности: для четырехтактных τ = 2; для двухтактных τ = 1;…

Среднее индикаторное давление

Среднее индикаторное давление определяется делением площади индикаторной диаграммы посредством планиметра на длину индикаторной диаграммы, равную рабочему объему одного цилиндра. Часть индикаторной мощности, затрачиваемая на механические и насосные потери, называется мощностью трения. Полезная мощность, снимаемая с коленчатого вала двигателя, называется эффективной мощностью Nе. Следовательно, Аналогично индикаторной мощности: где: Ре — среднее эффективное давление, кг/см2. Механический к….

Наибольшие успехи в конструировании, изготовлении и доводке до максимальных мощностей (без нагнетателей) достигнуты в двигателях шоссейно-кольцевых гоночных мотоциклов. Средняя скорость поршня при оборотах максимальной мощности для этих двигателей бывает в пределах 19 — 20 м/сек и только при особо тщательном уникальном изготовлении достигает 22 м/сек. Скоростная характеристика Скоростная характеристика четырехтактного гоночного двигателя С-360. Средняя скорость…

Для снижения потерь на трение в узлах и механизмах двигателя

необходимо знать их распределение по основным узлам. Исследования потерь на трение в узлах гоночных двигателей проводились фирмой НСУ (ФРГ) и ВНИИМОТОПРОМом (СССР). Результаты этих исследований приведены в таблице. Наименование параметра или узла НСУ С354 Обороты коленчатого вала при определении мощности трения (об/мин) 10 000 8250 Число цилиндров 1 2 Диаметр цилиндра (ход поршня) 54 X…

Характеристики мотоциклетных двигателей

Основными величинами для оценки работы двигателя являются: эффективная мощность Nе, число оборотов n коленчатого вала в минуту, крутящий момент М двигателя и удельный расход топлива ge. Зависимость между мощностью и крутящим моментом выражается формулой: Удельный расход топлива представляет собой часовой расход, приходящийся на одну эффективную лошадиную силу, где: Gт — часовой расход, кг/час. Зависимость эффективной…

Параметры скоростной характеристики

Важными параметрами скоростной характеристики являются: nмин — минимальное число оборотов, при котором двигатель может работать при полностью открытом дроссельном золотнике; nм — число оборотов, соответствующее максимальному среднему эффективному давлению и крутящему моменту; nе — число оборотов, соответствующее максимальной мощности; nмакс — максимально допустимое в эксплуатации число оборотов, при превышении которых двигатель может выйти из строя….

Зависимость мощности и удельного расхода топлива

Высокофорсированные гоночные двигатели имеют большие проходные сечения впускного тракта, широкие фазы газораспределения, подобранные оптимальные длины впускной и выпускной систем, а также геометрическую форму и объем последней, что уменьшает наполнение при низких оборотах и увеличивает его, когда обороты высокие, а также сужает диапазон рабочих оборотов. В большинстве случаев минимальные числа оборотов nмин двигателей гоночных мотоциклов равны…

Сравнительная оценка форсировки двигателей, что особенно важно для спортивных и гоночных двигателей, производится по их литровой мощности. Литровая мощность дает возможность сравнивать мощностные показатели двигателей с разным рабочим объемом: где: Vn — рабочий объем двигателя в литрах. В настоящее время литровая мощность лучших гоночных двигателей достигает 300 л. с./л. По литровой мощности спортивные двигатели значительно…

Что важнее: Мощность или крутящий момент?

Понятие крутящего момента двигателя

КМ можно представить как показатель силы вращения коленвала. Перед тем, как в нем разобраться, начнем с мощности и количества оборотов, а также разберем, почему все эти параметры взаимосвязаны. Первая характеристика подразумевает работу, которая производится за временную единицу. Под работой подразумевается преобразование энергии сгорания топлива в кинетическую. Вторая характеристика говорит о количестве оборотов вала в минуту. Ну, а крутящий момент можно назвать производной от этих характеристик величиной.


Учитывая принятую систему измерения силы в ньютонах (Н), а длины в метрах (м), крутящий момент измеряется в «Нм», поскольку речь о силе, прикладываемой к поршню и длине плеча коленчатого вала. Чем больше эта величина, тем выше динамика авто, соответственно, тем быстрее оно развивает заявленное количество «лошадок».



Что такое крутящий момент двигателя

Несколько по-иному обстоит ситуация с пониманием крутящего момента, но, зная основные законы физики и базовое устройство силового агрегата, можно без труда прояснить это понятие. Крутящий момент двигателя – это качественный показатель, характеризующий силу вращения коленчатого вала. Этот параметр рассчитывается как произведение силы, приложенной к поршню, на плечо (расстояние от центральной оси вращения коленчатого вала до места крепления поршня (шатунной шейки)). Крутящий момент измеряется в ньютонах на метр (Нм).

Крутящий момент на коленчатом валу, как следует из вышеприведенной формулы, зависит от силы давления газов на поршень, а также от рабочего объема двигателя и степени сжатия топливной смеси в цилиндрах. Кстати сказать, значительно более высокий крутящий момент дизельных двигателей, по сравнению с аналогичными по объему бензиновыми моторами, объясняется чрезвычайно высокой степенью сжатия смеси дизельного топлива и воздуха в камерах сгорания (бензиновые — примерно 10:1, дизельные – около 20:1).

Высокий крутящий момент двигателя обеспечивает автомобилю отличную динамику разгона уже при низких оборотах вращения коленчатого вала, существенно увеличивает тяговые характеристики силового агрегата – повышает грузоподъемность авто и его проходимость.

Максимальное значение крутящего момента двигатель внутреннего сгорания достигает при определенных оборотах. У бензиновых моторов этот показатель более высокий, чем у «дизелей».

От чего зависит величина крутящего момента двигателя?

  • радиус кривошипа коленвала;
  • давление, создаваемое в цилиндре;
  • поршневая площадь;
  • объем.
Читать еще:  Газотурбинный двигатель танка расход топлива

По большей части, величина будет зависеть от объема ДВС: с его увеличением будет расти сила, которая воздействует на поршень. Конечно, немаловажную роль играет и радиус кривошипа, но учитывая конструктивные особенности современных двигателей, варьирование этой величины возможно только в небольших пределах. Также стоит сказать о зависимости от давления: чем оно больше, тем больше прикладываемая сила.

Формула расчета крутящего момента

Сначала посмотрим на формулу расчета мощности:

Р(мощность, кВт) = М(крутящий момент, Нм) х n (число оборотов в минуту) / 9550.

Расчет КМ выглядит следующим образом:

М(крутящий момент, Нм) = Р(мощность, кВт) x 9550 / n (число оборотов в минуту).

Дабы рассчитать нужные величины и не запутаться, достаточно воспользоваться конвертером, который доступен на многих автолюбительских сайтах.

Как измеряется крутящий момент?

Для этого достаточно взглянуть на техническую документацию своего авто. Но реальные измерения также доступны: необходимо использовать специальные датчики. Они позволят провести статические и динамические измерения.


Измерение заключается в создании ситуации, где двигатель набирает максимальные обороты, затем тормозится: в процессе создается график, демонстрирующий максимальный момент мотора в момент нажатия на тормоз. Сначала показатель будет небольшим, затем будет наблюдаться рост, достижение пика и падение.

СТО должны оснащаться профессиональными тензометрами: все измерения обрабатывает специальное ПО, а результаты отображаются в виде графиков. Основная сложность в измерении КМ – достичь высокой точности показаний. Устаревшие контактные, светотехнические или индукционные тензометры не обеспечивали должной эффективности, поэтому в настоящий момент используются измерители в виде компактного передатчика, закрепляемого на вал: он передает данные на прибор-приемник, предоставляющий данные, не нуждающиеся в обработке.

Мощность или крутящий момент – что важнее?

Для решения этой дилеммы необходимо понять несколько фактов:

  • мощность имеет линейную зависимость от частоты оборотов коленвала: быстрее вращение – больше показатель;
  • мощность – производная КМ;
  • до определенного значения рост КМ зависим от числа оборотов: быстрее вращение – выше КМ. Но преодолев пиковое значение, он снижается.

Отсюда можно прийти к выводу, что крутящий момент – приоритетный параметр, характеризующий возможности мотора. В то же время, нельзя пренебрегать мощностью: это значит, что производители автомобилей должны настроить работу агрегата таким образом, чтобы соблюдался баланс этих величин.

На что влияет крутящий момент двигателя

Если производить аналогию с человеческим организмом, то можно условно определить, что крутящий момент — это аналог силы, а мощность — это аналог выносливости. Именно от мощности двигателя внутреннего сгорания в конечном итоге зависит то, какую максимальную скорость может развить автомобиль, а от крутящего момента — то, как быстро сможет он это сделать. Именно поэтому далеко не все мощные автомобили имеют хорошую динамику разгона, и далеко не все, у которых она находится на высоком уровне, располагают очень мощными моторами.

Опытные автомобилисты отлично знают, что лучше всего выбирать для себя автомобиль с таким двигателем, показатель крутящего момента которого при работе на тех оборотах, на которых он обычно функционирует, является наилучшим. Дело в том, что это позволяет им использовать потенциал мощности ДВС в максимальной степени.

Следует заметить, что производители двигателей внутреннего сгорания всячески стремятся увеличить их крутящие моменты, причем во всем диапазоне работы моторов. Чаще всего пытаются достичь этого (и, кстати говоря, достаточно успешно) с помощью турбонаддува, управляемых фаз газораспределения (это оптимизирует процесс сгорания топливной смеси), повышения степени сжатия, использованием особых конструкций впускного коллектора и целым рядом других способов.

Рекомендуем: Таблица признаков и причин неисправности АКПП

Как можно увеличить крутящий момент двигателя?

  1. Смена коленчатого вала. К недостатка метода можно отнести тот факт, что это редкая для многих марок авто деталь: часто ее делают на заказ. Кроме того, это снизит долговечность двигателя.
  2. Расточка цилиндров. Более популярный метод, основанный на увеличении объема цилиндра. Метод доступен в большинстве автосервисных мастерских.
  3. Настройка карбюратора. Зачастую используется в дополнение к расточке.
  4. Увеличение турбонаддува. Доступно в моделях с турбированным двигателем. Тем не менее, снимая ограничения в блоке, который отвечает за управление компрессором – достаточно опасный способ, снижающий запас нагрузок в моторе. Тем, кто на него решается, также приходится прибегать к увеличению камеры сгорания, улучшению охлаждения, регулировке впускного клапана и смене распредвала, коленвала и поршней.
  5. Изменение газодинамики. Еще один метод, который по плечу только профессионалам. К тому же, убирая ограничения можно столкнуться не только с выросшей динамикой, а и с ухудшением сцепления.
  6. Использование масляного фильтра. Простой способ, снижающий засорение двигателя и продлевающий срок эксплуатации его запчастей.


Как видно, мотор – это сложный агрегат. Он уже рассчитан с использованием сложных инженерных формул и технологий, а значит, увеличение характеристики крутящего момента нежелательно. Если желание все же есть, стоит обратить внимание на два первых пункта. Можно, конечно, попытаться устранить заводские дефекты: убрать в камерах сгорания непродуваемые зоны и убрать в стыках заостренные углы, а также, неровности на клапанах. Но придется доверить эти операции специалистам своего дела.

Отдельно стоит сказать о так называемых усилителях КМ: их принцип основан на отборе мощности уменьшением оборотов, что не лучшим способом сказывается на долговечности конструкции. Подобные решения не увеличивают КМ, а позволяют его плавно менять на постоянных оборотах.

Что такое крутящий момент

Крутящий момент представляет собой качественный показатель, выражающий силу вращения коленвала, и рассчитывается произведением силы, давящей на поршень, на плечо (расстояние между центром вращения оси коленчатого вала до места крепления поршня к шатуну). Измеряется в количестве ньютонов на метр (Нм).

Рекомендуем: Устранение неисправности указателя топлива

Сила крутящего момента зависит от давления на поршень при сгорании газов, рабочего объема камеры сгорания и двигателя в целом, степени сжатия горючей смеси в камере сгорания.

Традиционно более высокий крутящий момент у дизелей, это объясняется степенью сжатия, превосходящей бензиновые двигатели практически вдвое.

Сильный крутящий момент дает автомобилю повышенную динамику набора скорости даже при низких оборотах, и заметно повышает тяговые свойства двигателя. Максимальных значений данная характеристика достигает при определенной частоте вращения коленвала, причем у дизелей этот показатель ниже, чем у бензиновых.

Какому двигателю отдать предпочтение?

В настоящий момент к привычным ДВС на дизельном топливе или бензине добавились еще и электродвигатели. Во всех этих конструкциях крутящий момент двигателя может кардинально отличаться.

Бензиновый двигатель

Действие основано на впрыске и формировании воздушно-топливной смеси с последующим возгоранием от искры свечей зажигания. Процесс происходит при температуре в 500 градусов, а коэффициент сжатия находится в районе 10 единиц.

Дизельный двигатель

Здесь коэффициент сжатия достигает уже 25 единиц, а температура составляет 900 градусов. При таких условиях смесь воспламеняется без необходимости в использовании свечей.

Электродвигатель

Пожалуй, самый простой и прогрессивный вариант, который лучше вообще исключить из списка. Дело в том, что трехфазный асинхронный двигатель работает по другому принципу, кардинально отличающемуся от традиционных ДВС. Здесь пикового КМ в 600 Нм можно достичь на любой скорости. Если же говорить о «лошадях», у Теслы их количество составит 416.


Но пока электрокары не получили повсеместного распространения. И если этот вариант по каким-либо причинам недоступен, рассмотрим особенности бензиновых и дизельных агрегатов. При одинаковых объемах первый способен давать высокую скорость, второй – быстрый разгон.

Что лучше: мощность или крутящий момент

Мощность и крутящий момент двигателя – величины взаимосвязанные. Это хорошо видно в формуле из первого пункта.

Пик крутящего момента на графике зависимости от частоты вращения мотора появляется раньше, чем пик мощности. Это справедливо как для дизельных, так и для бензиновых моторов. Однако у дизелей крутящий момент достигается раньше, и плато (интервал частоты вращения при пиковом значении) длиннее. У бензиновых ДВС мощность выше, хотя для ее достижения нужно раскрутить мотор почти до максимальных оборотов.

Сказать определенно, что лучше: мощность или крутящий момент, нельзя. Все зависит от случая. Трансмиссия современного авто способна трансформировать эти величины под требуемые условия. Поясним на примерах.

Для тяжелой техники, которой важна тяга в широком диапазоне оборотов, важнее крутящий момент. Мотор должен хорошо тянуть. Раскручивать его до предельных оборотов не нужно. Отчасти поэтому почти вся коммерческая техника оснащается дизельными моторами.

В гоночных автомобилях важнее мощность. Моторы этих авто по оборотам пилоты во время заездов держат в красной зоне. Двигатель отдает максимальную мощность. А трансмиссия преобразовывает мощность в тягу.

Для гражданских авто важен стиль вождения. Для езды на автомате подойдут оба мотора. Автоматическая трансмиссия будет держать мотор в диапазоне оборотов, при которых двигатель отдает максимум своего потенциала.

Для агрессивной езды на механике с раскручиванием двигателя в красную зону тахометра лучше подойдет бензиновый мотор. Но в этом случае нужно понимать, что для получения максимальной производительности от мотора потребуется держать его на пике оборотов и часто переключать передачи. Пик мощности у бензинового ДВС имеет малый диапазон и находится около максимальных оборотов. Для уверенных обгонов и ускорений нужно будет понижать передачу и раскручивать двигатель.

Для размеренной езды, особенно в городе, больше подходит дизель. Для обгона на дизельном авто зачастую не потребуется переходить на пониженную передачу, а высокий крутящий момент в широком диапазоне оборотов позволит реже переключаться.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector